Небачена раніше наднова розкрила для астрономів внутрішню будову зірок
Відкрито першу в своєму роді наднову, яка змінює наше розуміння про еволюцію та смерть зірок, одночасно підтверджуючи те, що вже давно підозрювалося: масивні зорі мають шарувату структуру, подібно до цибулі.
Про це повідомляє видання Останні події з посиланням на пресреліз Північно-Західного університету.
Зорі починають сяяти, коли розпалюють синтез гелію з водню, і поки вони це роблять, за своєю кваліфікацією вони перебувають у головній послідовності. Коли водень у ядрі вичерпується, відбувається мініколапс, що призводить до підвищення температури в ядрі та синтезу гелію в більш важкі елементи. Зоря також роздувається до розмірів червоного гіганта, зовнішні шари якого слабо утримуються гравітацією. Більш масивні зорі продовжують синтезувати все важчі елементи, в процесі утворюючи шари різних елементів.
Спостереження за надновою SN2021yfj показали, що зоря, яка спочатку мала масу в 100 разів більшу за масу Сонця, втратила більшу частину своїх зовнішніх шарів. Немає водню, немає гелію, немає вуглецю. Вибух показав зіткнення між оболонками речовини, сильні сигнали кремнію, сірки та аргону.
«Це перший випадок, коли ми бачимо зорю, яка була практично повністю оголена», — сказав головний автор дослідження Стів Шульце з Північно-Західного університету. «Це показує нам, як побудовані зорі, і доводить, що зорі можуть втратити багато речовини перед тим, як вибухнути. Вони не тільки можуть втратити свої найзовнішніші шари, але й бути повністю оголеними, і все одно виробляти яскравий вибух, який ми можемо спостерігати з дуже-дуже далеких відстаней».
«Ця подія буквально не схожа на те, що хтось бачив раніше», — додав Адам Міллер з Північно-Західного університету, старший автор дослідження. «Це було настільки дивно, що ми подумали, що, можливо, ми спостерігали не той об'єкт. Ця зоря говорить нам, що наші уявлення та теорії про те, як еволюціонують зорі, занадто вузькі. Не те, щоб наші підручники були неправильними, але вони явно не повністю відображають все, що відбувається в природі. Мабуть, існують більш екзотичні шляхи закінчення життя масивної зорі, які ми не враховували».
Залишок наднової, видимий зараз, належить до класу наднових типу Ien, був згенерований викидом оболонок, багатих на кремній, сірку та аргон. Потужна взаємодія між двома оболонками спричинила яскравий спалах наднової. І наразі незрозуміло, що саме сталося із зорею. Астрономи раніше знаходили знекровлені зорі, позбавлені водню, але жодної, яка б також не мала гелію, вуглецю, кисню та азоту.
Екстремальне вивільнення оболонки могло бути наслідком стиснення ядра й подальшого вибуху енергії, що виштовхнув деякі шари з великою швидкістю. Або ж зоря могла мати супутника, який спричинив викид оболонок; вона могла просто скинути шари, а сама зоря залишилася цілою; або, за сценарієм, який підтримує команда, зоря розірвалася на частини.
«Один з останніх викидів оболонок зіткнувся з наявною оболонкою, що спричинило яскраве випромінювання, яке ми бачили як SN2021yfj», — сказав Шульце.
«Хоча ми маємо теорію про те, як природа створила цей конкретний вибух, — каже Міллер, — я не став би ставити своє життя на те, що вона правильна, тому що ми все ще маємо лише один виявлений приклад. Ця зоря дійсно підкреслює необхідність відкриття більшої кількості таких рідкісних наднових, щоб краще зрозуміти їх природу та те, як вони утворюються».
Стаття, що описує це нове відкриття, опублікована в журналі Nature.